瓦斯气氛下煤的自燃特性及防治实践

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lucien001
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
矿井开采过程中容易发生瓦斯爆炸和煤层自燃等灾害事故,且两种灾害有着密切的相关性,近年来发生的多起煤矿重特大瓦斯爆炸事故都是由于煤自燃引发的。虽然目前针对煤自燃特性的研究较多,但研究成果多以不含瓦斯的煤自燃特性为主,对瓦斯气氛下煤自燃特性研究较少。本文以煤与气体的吸附作用为理论分析基础,通过对煤与含瓦斯混合气体的物理吸附特性、煤氧化热特性、煤氧化耗氧特性、氧化产物生成特性、动力学特性等参数指标进行系统研究,利用COMSOL模拟软件对瓦斯涌出强度、通风量、通风阻力等因素耦合作用下煤自燃特性进行数值模拟分析,结合东林煤矿的现场防治案例,对高瓦斯矿井的自燃综合治理技术进行研究,论文取得的成果和贡献如下。采用色谱吸氧测试仪、热重分析仪对5种不同挥发分煤的物理吸氧特性和含瓦斯混合气体的物理吸附特性进行了实验研究,结果表明:煤的物理吸氧量与挥发分之间呈现“抛物线型”对应关系,即随着挥发分的增加,煤对氧气的物理吸氧量呈现先减少再增加的趋势;瓦斯浓度升高,煤对混合气体的吸附量增大,物理吸附放出的热量就越大。对不同瓦斯浓度和不同挥发分下煤的热特性、耗氧特性进行了实验研究和动力学分析,结果表明:随着瓦斯浓度的增大,氧化热解速度和耗氧速率明显减慢,放热量明显减少,表观活化能显著增大,说明瓦斯浓度的增大明显抑制了煤的低温氧化进程;随着挥发分的增大,煤的氧化热解速度和耗氧速率明显加快,放热量明显增大,表观活化能显著降低,说明随着挥发分的增大促进了煤的氧化自燃速率和氧化程度。采用指标气体测试仪对煤的氧化产物进行了分析研究,结果表明:随着挥发分的增大,煤氧化生成的CO、CO2、C2H4等气体的量显著增大,且生成的初始温度降低;随着瓦斯浓度的增大,煤氧化产物的生成量和初始产生温度呈现变小和延迟,说明挥发分的增大对煤的低温氧化具有明显的促进作用,瓦斯浓度的增大对煤的低温氧化具有较好的抑制作用。依据多场耦合理论,建立了采空区含瓦斯涌出多场耦合作用下的煤自燃数学模型,并利用COMSOL数值模拟软件进行了模拟分析。结果表明,低风速条件下瓦斯涌出强度对氧化带宽的影响显著,高风速条件下风量对采空区氧化带宽度的影响显著,工作面通风阻力系数对采空区氧化带分布及瓦斯分布的影响与风量对其影响相一致。采用多元逐步回归的方法构建了采空区最大氧化带宽度、遗煤温度和瓦斯涌出量的综合计算方程。基于东林煤矿K3煤层3409一段工作面容易自燃的特点,设计并实施了束管预测预报技术、注浆(凝胶、阻化剂)防灭火、注氮防灭火等多种防灭火综合技术措施,并实施了局部充填堵漏风,优化了矿井和工作面的通风系统,减少了采空区漏风和局部瓦斯积聚,有效防止了采空区自燃和瓦斯灾害的发生。
其他文献
鉴别中国红参与朝鲜红参药理性质和作用强度有无区别,用荧光分光光度计测定大白鼠血清与肾上腺皮质酮含量,中国红参及朝鲜红参皆有促使大鼠垂体-肾上腺皮质系统功能增强的作
针对某些大容量存储系统数据改写频繁及Flash存储器寿命有限的弊端,设计了一种Flash/FRAM混合结构的高性能数据存储系统.提出了将Flash文件系统中的系统记录区、文件索引表以
云南地区生态环境资源丰富,但近年来经济发展带来的森林资源遭到严重破坏、水土流失、生态系统逐渐弱化等问题不容忽视。云南各级地方政府制定了一系列规章制度,以解决日益严
现行环境行政复议制度存在的一些不足,阻碍了其在促进环保部门依法行政、维护群众合法环境权益方面作用的发挥,应当扩大享有环境行政复议申请资格的人员范围,规定环境行政复
针对南水北调东线台儿庄泵站低扬程的特点,对国内目前已有的优秀水力模型进行了综合技术比较,最终选定TJ04-ZL-19水力模型;采用CFD理论和技术对初步设计阶段选用的肘形进水、
中国红参提取物和高丽红参提取物均具有抗疲劳作用、抗常压缺氧作用和抗氧化作用,在相同剂量下二者作用基本相同。中国红参总皂甙和高丽红参总皂甙均具有抗利尿作用,在相同剂
能动司法是指人民法院运用法律处理具体案件,发挥主观能动性,履行司法审判职能,积极主动回应社会司法需求,高效解决矛盾纠纷,为大局服务,为经济社会发展服务,为人民服务的理
采用陶粒、沸石为滤料的曝气生物滤池对生物处理系统二级出水进行深度处理回用,研究了水力停留时间、气水体积比对污染物COD和NH3-N处理效果的影响。结果表明:水力停留时间为
目的:评价人工膝关节置换及其在运动性损伤中的应用前景。方法:以"人工膝关节,置换,运动性损伤,膝关节损伤为中文关键词;以:"artificial knee joint,arthroplasty,sports inj